KR830002908B1 - 경량건재의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

경량건재의 제조방법

본 발명은 발포 폴리스틸렌을 통상의 고속분쇄기에 의해 분쇄와 동시에 물을 공급하고 상압하에서 원심력에 의해 수분을 그 폴리스틸렌분쇄품의 기공내에 흡수하도록 한다음 미세한 무기질 입자로된 몰탈로 처리시켜 공지의 방법으로 경량건재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

발포폴리스틸렌 입상물의 그 내부 또는 그 표면에 수분을 흡수시키거나 수막(水膜)을 형성시킨다는 것은 일반적으로 거의 불가능하다. 이것은 발포폴리스틸렌 그 자체가 비친수성이기 때문이다.

따라서, 일본국 실용신안공보 소 43-13752호(소 43.6.11 공고)에서는 폴리스틸렌 수지 발포체(發泡體)를 분쇄시켜 진공처리에 의햐 강제로 그 분쇄품에 수분을 흡수시켜 공지의 일반 시멘트몰탈과 직접 혼합하여 시멘트 성형체를 제조하는 방법으로, 이와 같은 기술은 그 처리공정이 복잡할 뿐만 아니라 경제성이 결여되어 있고 공지된 일반 시멘트몰탈과 직접 혼합시켜 시멘트 성형체를 제조함으로 그 성형체의 내부에 균일한 강도를 기대할 수 없다(흡수분쇄품 표면에 직경이 큰 모래와 상호 결합하기 전에 일반 시멘트몰탈 중의 시멘트 분말입자가 모세관현상에 의해 먼저 그 분쇄물표면에 밀착되어 균일한 강도유지가 곤란함).

또한 특허공보 제79-1810호에 의해 처리된 구상발포 폴리스틸렌 입상물은 그 매끄러운 발포제의 표면에 수분이 전혀 피막되지 않은 건조상태를 가지며 그 발포체의 비중(0.035-0.005)이 가벼워 비중이 큰 시멘트몰탈(비중 2.20-2.50)과의 비중차이로 인하여 균일한 혼합이 곤란하다.

또 규사 및 소석회 등으로 조성된 시멘트몰탈또는 구상의 매끄러운 발포체표면(이물질과 친화성없음)에 균일한 배합을 기대할 수 없으므로, 그 결과 성형된 벽돌은 그 내부에서 재료분리 현상에 의해 하중의 편재화(遍在化)의 우려가 있다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 종래의 결점을 극복하여 경량이며, 경제적인 단열성시멘트 성형체를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 의한 특징을 열거하면 다음과 같이 요약할 수 있다.

첫째, 발포폴리스틸렌의 성형체나 그 구상물을 고속분쇄기로 분쇄할 때 동시에 물을 공급하여 줌으로써 물과 분쇄품간에는 심한 충돌등 물리적작용에 의해 그 분쇄품에는 미세한 요철형태가 발생하면서 수분이 흡수되고 피막을 형성한다.

또, HLB(hydrophilic-liphophilic balance) 10 이하의 계면활성재를 물에 적량 첨가시켜 사용함으로써 물의 응집력을 한층 감소시킬 수도 있다.

둘째, 본 발명에 의한 분쇄처리와 물의 공급에 의해 미세한 요철형태를 가진 발포체의 기공내에는 수분이 흡수되어 있으므로 그 분쇄품의 비중을 증가시켜 이물질(異物質)과의 결합력을 높혀준다.

미세한 입자를 가진 무기질몰탈로 그 분쇄품 표면에 피막층을 형성하도록 하므로 일반몰탈과 혼합할 때 비중의 차이로 인한 재료분리현상을 방지하여 하중의 편재화를 예방할 수 있다.

셋째, 요철형태를 가진 발포체 분쇄품은 그 기공내에 수분이 흡수되어 있어 그 미세한 무기질몰탈이 충분히 밀착되고, 일반시멘트 몰탈을 처리한 다음 성형몰탈로 처리할 때 그 미세한 무기질몰탈이 분리되지 않고 균일하게 혼합되며, 그 발포체 기공내의 수분일부가 모세관 현상에 의해 일반시멘트몰탈에 침투되어 점성을 높이므로 그 결합력을 한층 증가시킨다.

또, 그 성형몰탈에 의해 성형된 시멘트건재는 파손이나 내부몰탈간의 균열현상을 방지하여 준다.

넷째, 흡수처리된 발포체분쇄품은 그 기공내의 수분을 함유하고 있어 완전 건조상태를 가진 구상발포체와 같이 탄력이 없으므로 시멘트 성형체를 성형할 때 다량으로 첨가시킬 수 있는 잇점을 가져 다량생산이 가능하다.

다섯째, 발포폴리스틸렌으로 된 성형체나 그 구상발포체 입상물을 분쇄할 때 고속분쇄기의 칼날과의 충돌에 의해 발생하는 열이 그 분쇄품 표면을 수축시켜 그 분쇄품의 다수의 가공을 축소시키게 되므로 분쇄와 동시에 물을 공급시킴으로써 분쇄할 때에 발생하는 열을 냉각시켜 분쇄품의 표면수축을 예방하는 효과가 있다.

여섯째, 흡수처리 된 발포체분쇄품에 미세한 무기질입자로 구성된 몰탈을 처리할 때 미세한 무기질물에 지방산 또는 조강제 등으로 사전처리할 수 있어 최종제품으로서 경량건재의 방수성과 강도를 높여주고 동파에 의한 균열을 방지할 수 있다.

일곱째, 흡수 처리된 발포체 분쇄품에 발포된 미립자(불석, 퍼라이트, 질석, 백사 및 플라이애쉬 등)로 된 몰탈을 만든 다음 점토와 혼합하여 성형하고 고온처리하여 성형체내부에 무수한 공극을 형성한 유공성 경량건재를 만들 수도 있다.

본 발명의 기본적인 흡수공정에 있어서 처리되는 구상말포체나 폴리스틸렌 발포체의 성형물은 분쇄시에 상압에서 그 발포체 입상물의 약한 피막이 파괴되면서 그 입상물 내부에 확대되어 있는 기공내에 수분이 그 기공내부의 심부(深部)에까지 처리되며, 그 발포배율에 따라 흡수율이 달라진다.

그 발포체는 발포배율에 비례하여 기공의 확대 영역이 비례되므로 흡수율로 그 기공영역에 따라 비례한다. 또 그 비중을 역비례한다. 즉, 비중이 높을수록 발포배율은 낮아 흡수율이 저하된다.

따라서, 발포배율이 높을수록 기공이 더 확대되고, 피막이 약하게 되므로 분쇄할 때 발생하는 원심력에 의해 피막의 일부가 파괴되어 요철형태를 가진 분쇄품내부의 기공심부에까지 수분이 흡수된다. 본 발명에서는 발포배율 100-150배의 발포체를 사용하였다.

또 이와 같은 요철형태의 분쇄품에는 미세한 망상구조의 형태로 형성되어 있어 수분의 흡수가 용이하다.

이에 또, 미세한 기공을 가진 요철형태의 분쇄품은 그 기공내부에 수분이 함유되어 있어 미세한 입자를 가진 이물질과의 혼합환경을 한층 용이하게하며 강력한 결합력을 형성하도록 한다.

따라서, 흡수된 분쇄품과 미세한 무기질몰탈 및 일반몰탈 사이의 결합력을 강력하게하는 효과를 갖게한다. 위에서 언급한 바와 같이, 폴리스틸렌발포체의 그 자체는 구상이므로 그 표면은 매끄러워 수분의 흡수가 불가능하나 그 내부에는 무수한 기공형태를 가진다.

이와 같은 기공은 분쇄에 의해 노출시켜 하나의 공극형태를 형성하여 수분의 보수능력(保水能力)을 가진다.

이와 같이 수분을 흡수 처리함으로써 수분과 미세한 무기질물질의 결합으로 인하여 통상의 구상발포체에 접착매개층을 형성시키는 기술적 수단보다 더 상승적인 접착층으로서의 효과가 있다. 즉, 접착층이 분리되지 않으므로 비중의 차이로 인한 재료분리 현상을 예방하여 시멘트 구축물의 하중 편재화가 발생하지 않으므로 경량편재로서의 잇점을 구비한 특징이 있다.

이하 본 발명에 의한 제조공정을 구체화하면 다음과 같다.

제1공정(분쇄, 흡수, 냉각 및 요철면처리)

발포폴리스틸렌의 성형체 또는 그 구상입상물을 고속분쇄기 내에 투입하면서 분쇄기의 칼날이 회전되는 반대방향에서 물을 공급하면 분쇄시 마찰열에 의한 분쇄품의 표면에 전혀 수축되지 않고 상압하에서 원심력에 의하여 다량의 물이 흡수된 미세한 요철현상의 분쇄품을 얻게 된다.

필요에 따라서 그 흡수된 분쇄품을 다시 회전통에 투입하여 HLB 10 이하인 계면활성제로 처리된 물을 추가로 첨가하여 회전시키면 보다 많은 량의 물이 분쇄품에 흡수되어 몰탈을 형성할 때 미입자의 무기 물질이 용이하게 다량으로 충분히 밀착되어 피막이 형성되는 잇점도 있다.

제2공정(미세한 미립자의 무기질몰탈과 흡수된 분쇄품의 처리에 의한 몰탈제조)

미세한 입자로 된 무기 물질과 시멘트를 저속혼합기에 동시에 투입하고 충분하게 혼합한 다음 물을 첨가하여 점주성을 띤 미입자의 무기질몰탈을 만든다음 위 제1공정에서 얻은 흡수분쇄품을 추가로 첨가, 혼합하여 1차적으로 몰탈을 제조하는 것으로 다음과 같은 제조방법이 있다.

(가) 방수성을 향상시키기 위하여 미세한 입자로 된 무기물질을 통상의 고속혼합기에 투입, 혼합하면서 50-70℃의 온도로 상승시킬 때 지방산분말을 첨가하여 110-130℃ 정도까지 열처리하면 지방산이 완전히 용해되어 미세한 무기질입자를 완전히 피막하여 지방산피막을 형성하게 된다.

이것을 50℃ 이하로 냉각한 후 시멘트와 적당량의 물을 첨가하여 혼합 후 얻어진 방수성 미입자 몰탈에 위 흡수분쇄품을 추가로 투입, 저세회전하면서 완전히 혼합하여 방수성피막을 형성한 몰탈을 만든다.

(나) 조강제를 미세한 입자를 가진 무기물질 및 시멘트와 혼합한 다음 흡수분쇄품을 다시 추가혼합하여 괴상의 몰탈을 만든 다음 경화직전에 일반 시멘트 몰탈과 혼합하고 성형몰탈을 제조하여 시멘트 성형체를 구성함으로써 특히 동계에 작업시간을 단축시키며 능률적으로 강도가 높은 경량건재를 제조한다.

(다) 공극을 형성한 유공정 경량건재를 만들고져 할 때에는 고열에서 1차 발포되어 수축성이 없는 미입자 또는 발포성 무기질 미립자에 시멘트를 첨가 혼합 후 흡수분쇄품을 추가로 첨가하여 경량의 몰탈을 서로 경화되지 않게 건조한다.

제3공정(일반 시멘트몰탈제조)

KSF 4004에 의한 골재에 시멘트와 적당량의 물을 첨가 혼합하여 일반시멘트 몰탈을 만든다.

제4공정(성형몰탈제조)

제2공정의 몰탈과 제3공정의 일반 시멘트몰탈을 시멘트 성형체의 용도에 따라 적량 혼합하여 성형에 적합한 성형몰탈을 제조하는 것으로 다음과 같은 방법이 있다.

(가) 강도 및 경량을 요구할 때

제2공정의 (나)항에 의한 몰탈 1-1.5(부피의 비)에 대하여 제2공정의 일반시멘트몰탈 1 이상의 비율로 혼합하여 형형몰탈을 만들어 성형체를 성형한다.

(나) 방수성을 요구할 때

제2공정의 (가)항에 의한 몰탈에 제3공정에 의한 일반 시멘트 몰탈과 적량 혼합하여 성형몰탈을 만들어 성형체를 성형 제조한다.

(다) 유공성 건재를 요구할 때

제2공정의 (다)항에 의한 몰탈에 점토류를 혼합하여 성형에 적합한 이화물(泥化物)을 만든 다음 성형건조하여 고열처리하면 성형체 내부의 함수분쇄품이 열에 의하여 축소, 완전 연소되므로 성형체내부에 무수한 공극을 성형하여 시멘트성형한 강도높은 경량의 유공성건재를 제조한다.

제5공정(성형양생)

제4공정에 의하여 만들어진 성형몰탈[(가)(나)(다)항]을 알반 성형기에 장입하고, 진동성형기 및 고압성형기로 성형하여 시멘트성형체의 강도를 일층 증가시킨다.

다음에 본 발명의 실시예를 들어 설명한다.

[실시예 1]

시멘트 1.5ℓ, 광재 3ℓ, 갯벌세사 2ℓ를 혼합기에 투입 서서히 회전 혼합하면서 적당량의 물을 첨가하여 혼합물을 만든다음 위 제1공정에서 얻어진 직경 1.5-3㎜(17-19㎏/㎥) 이하의 흡수분쇄품 26ℓ를 추가로 투입 혼합하여 조기강도가 높은 몰탈(전자자항)을 만든다.

그 다음 별도로 시멘트 6ℓ, 모래 24ℓ와 혼합하고 물을 첨가하여 몰탈(후자자항)을 만든다음 전자의 몰탈과 혼합하여 성형물탈을 만든다음 진동성형기에 장입 시멘트벽돌을 제조한 결과, 다음표와 같이 표면이 미려하고 강도높은 단열성이 우수한 시멘트 벽돌을 제조하였다.

[표 1]

[실시예 2]

광재 15ℓ를 고속혼합기에 투입하고 15-20분 정도 회전시켜 광재가 70-80℃ 정도로 온도가 상승하였을 때 스테아린산 분말 0.3㎏을 첨가하여 15분 장도 혼합하고 광재가 100-110℃ 정도 되었을 때 스테아린산 분말이 완전히 용해되어 광재의 입자를 피막시켰다.

이것을 50℃ 이하에서 적당량의 물을 첨가하고 냉각후 시멘트 5ℓ를 추가하고 2-3분 정도 서서히 혼합하여 지방산이 코팅된 미입자의 방수몰탈을 만들었다.

이렇게 하여 얻어진 방수몰탈 6ℓ를 제1공정에서 얻어진 직경 1-1.5㎜(20-21㎏/㎥)이하의 흡수 분쇄품 27ℓ와 같이 적속혼합기 내에서 서서히 회전, 혼합하여 방수성 몰탈을 만든다음 여기에 모래 10ℓ, 시멘트 5ℓ와 적당량의 물을 첨가하여 만든 일반시멘트 몰탈과 혼합하여 성형몰탈을 만들어 진동성형기에 장입 성형한 결과 다음과 같은 벽돌을 제조하였다.

[실시예 3]

제1공정에서 얻어진 직경 2-3㎜(16-19㎏/m)이하의 흡수분쇄품 25ℓ를 혼합기에 넣고 교반익이 달린 내축을 60-80RPM으로 회전하면서 혼합기의 외부통을 내축의 반대방향으로 저속(10-15RPM) 회전시키면서 물 10-15ℓ에 친수성 계면활성제(Emalon ADO #113) 20g을 혼합한 물을 추가투입 후 3-4분 정도 회전하면 제1공정에서 얻은 흡수분쇄품은 그 기공의 심부에 보다 더 많은 량의 물을 흡수하여 이물질과의 결합력이 가일층 증가된 흡수분쇄품을 얻었다.

이렇게 하여 얻어진 흡수분쇄품 20ℓ를 시멘트 5ℓ, 모래 20ℓ, 적량의 물과 혼합하여서 된 일반 시멘트 몰탈과 직접 혼합하여 시멘트 벽돌을 성형제조한 바 흡수분쇄품 표면과 일반몰탈과의 접촉부분에 다수의 공극이 발생하여 내부 구조의 강도에 균일성은 다소 결여되나 공정이 단축되므로 양산할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (1)

1. 구상의 발포폴리스틸렌 또는 발포스틸렌 성형체에 공지의 무기질 몰탈로 처리시켜 경량건재를 제조함에 있어서, 상압하에서 고속분쇄기에 의한 분쇄와 동시에 물의 공급으로 원심력에 의해 그 분쇄품의 기공내에 수분을 흡수시킨 미세한 요철형태의 발포 폴리스틸렌 분쇄품에 미세한 무기질입자를 처리시켜 그 발포폴리스틸렌 분쇄품의 기공심부(氣孔深部)에까지 그 미세한 무기질입자가 흡착되도록함을 특징으로한 경량건재의 제조방법.